专利名称：一种回转窑内衬结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种回转窑，尤其是涉及一种回转窑内衬结构。
背景技术：
回转窑在水泥、冶金、耐火材料、化学和其他工业部门都得到广泛使用，回转窑工作时的能耗是构成工作成本的重要指标。普通的水泥回转窑的热效率30%左右，比较先进的悬浮预热器窑也只有50%左右，因此节能降耗挖潜空间较大。水泥回转窑的热损耗主要表现在熟料冷却热损失、回转窑筒体热辐射、不完全燃烧热损失、蒸发水分带走的热损失、窑灰带走的热损失、废气带走的热损失等方面，其中回转窑筒体热辐射损失在12 17%，因此做好窑体热防护技术对节能降耗非常有益。为满足节能降耗的要求，浙江大学材料系无机非金属材料研究所结合本所在水泥和高温节能技术方面的优势，利用研究所专有技术进行了系列回转窑用复合砖研制，该材料实现重质/轻质材料无缝高温结合，延长了使用寿命。以水泥回转窑为例，随着水泥生产新技术的不断出现，水泥生产主机设备向大型化方向发展，增加产量、提高质量、节能降耗和降低成本成为生产管理中增加效益的关键。 现有的耐火砖和隔热砖大都为单一结构，使用时需将各种性能的砖配合使用，若在相对固定的设备上，如隧道窑、倒阎窑，配合使用都能满足要求；但在一些相对运动的设备上，如回转窑，配合使用就很难满足要求。一些厂家和研究单位对此进行了研究和攻关，并推出了一些重质和轻质相结合的复合砖，但由于轻质部分结构强度过低或轻质部位烧成温度过低， 无法合成超高温烧结碱性复合砖，无法满足使用要求而没有大范围推广，还是以重质砖为主；也有一些推出不同材质的复合砖，但导热系数还是偏大，降温作用有限。以海螺集团10000t/d的回转窑为例，前过渡带使用尖晶石砖、烧成带使用镁铬砖，由于尖晶石砖和烧成带使用的镁铬砖的导热系数大(彡2. 7ff/m · K)，使得窑筒体外壁温度较高(在380°C左右，高温时能达420°C )。筒体外壁温度较高，一方面使窑筒体散热增加， 从而加大熟料热耗，引起熟料单位成本增加；另一方面极易使筒体受热膨胀，致使窑中部托轮瓦温度升高，尤其是在使用后期或夏季给设备的正常运行带来较大隐患。筒体过热增加了机械设备的损坏几率、加速了筒体变形，而筒体变形又加速了内衬的机械破坏，其结果是掉砖、停窑，影响水泥回转窑的运转率。因此若能在该部位使用耐火、隔热双重功能的复合砖不仅使过渡带部位的筒体温度降低，减少散热损失，而且也有利于设备维护，提高设备运转率。若在所有高温部位均使用复合砖，则很好地解决了目前存在的问题。(回转窑筒体表面温度高，会加速回转窑筒体钢板与空气中氧气和腐蚀性气体的化学反应速度，也就加速了回转窑筒体的损坏进度，造成了不必要的经济损失)。
发明内容为了克服已有回转窑用采用单一材质结构砖存在耐火材料导热系数大的问题，已有重质和轻质相结合的复合砖存在轻质部位结构强度低易碎的缺点，现有多种结构复合砌筑存在易分离脱落的缺点，采用不同导热系数重质/重质结构复合砖仍存在导热系数较大的问题，本实用新型的目的在于提供一种回转窑内衬结构，采用复合砖来进行窑体砌筑，克服采用上述原有内衬结构存在的各种问题，最终达到降低整体耐火材料用量、延长使用寿命、降低砌筑难度和节约能耗的目的。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一、一种回转窑内衬结构，回转窑依次包括后窑口、预热带、分解带、上侧过渡带、 烧成带、下侧过渡带、前窑口 ；所述的回转窑烧成带内衬采用复合砖，复合砖致密工作层与工作介质直接接触，轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。所述的回转窑前窑口和后窑口浇注料均采用致密浇注料，或致密浇注料和轻质浇注料组成的复合浇注料，致密浇注料为工作层与工作介质直接接触，轻质浇注料为轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。所述的回转窑预热带、分解带、上侧过渡带、下侧过渡带内衬均采用复合砖，复合砖致密工作层与工作介质直接接触，轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。所述的回转窑复合砖和回转窑筒体之间有绝热板，绝热板材料为隔热纤维板或硅钙板。所述的回转窑内衬由如下材料组成后窑口 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带耐碱复合砖或粘土复合砖或高铝复合砖或耐碱浇注料；分解带粘土复合砖或高铝复合砖或硅莫复合砖；上侧过渡带方镁石尖晶石复合砖或硅莫复合砖或镁质复合砖；烧成带镁铬复合砖或方镁石尖晶石复合砖或镁钙锆复合砖或镁铁铝复合砖；下侧过渡带硅莫复合砖或尖晶石复合砖或镁质复合砖；前窑口 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增强莫来石质不定形浇注料复合而成。二、一种回转窑内衬结构，回转窑依次包括后窑口、预热带、分解带、烧成带、冷却带和前窑口 ；所述的回转窑烧成带内衬采用复合砖，复合砖致密工作层与工作介质直接接触，轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。所述的回转窑前窑口和后窑口浇注料均采用致密浇注料，或致密浇注料和轻质浇注料组成的复合浇注料，致密浇注料为工作层与工作介质直接接触，轻质浇注料为轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。所述的回转窑预热带、分解带和冷却带内衬均采用复合砖，复合砖致密工作层与工作介质直接接触，轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。所述的回转窑复合砖和回转窑筒体之间有绝热板，绝热板材料为隔热纤维板或硅钙板。所述的回转窑内衬由如下材料组成后窑口 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带高铝复合砖；分解带高铝复合砖；烧成带镁铬复合砖或方镁石尖晶石复合砖或镁钙复合砖或高铝复合组；冷却带高铝复合砖；[0031 ] 前窑口 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增韧莫来石质不定形浇注料复合而成。以上两种回转窑轻质隔热层的导热系数小于1. 0 ff/m. K。以上两种回转窑轻质隔热层骨料为氧化铝空心球、镁铝空心球、刚玉空心球、铝钙空心球、镁铝钙空心球、铝钛空心球、镁铬空心球、铬刚玉空心球、锆刚玉空心球、镁钛空心球、氧化镁空心球、轻质莫来石骨料、轻质高铝骨料、漂珠、轻质陶粒中的一种或一种以上的混合物。本实用新型的具有的有益效果是采用电熔空心球作为轻质部分骨料，解决水泥回转窑用烧成带用耐火材料超温度烧结隔热层收缩，并保持高强度，取得超高温烧结梯度复合材料的重大突破，可以克服现有重质或轻质内衬结构窑炉存在的缺点，延长窑炉使用寿命，降低能耗，降低成本。研究成果在水泥回转窑生产线上使用，筒体热损耗可降低2. 8%，筒体耐火材料内衬减重20%以上，筒体表面温度下降超过100°C，有效提高水泥回转窑使用年限。以2010年18. 5亿吨水泥熟料产量计算，利用该成果每年可节约标煤约830万吨，减少C02排放约四60万吨。
图1是水泥回转窑内衬结构图。图2是带绝热板水泥回转窑内衬结构图。图3是耐火原料回转窑、氧化铝回转窑、碳素煅烧回转窑、球团回转窑和石灰回转窑内衬结构图。图4是带绝热板耐火原料回转窑、氧化铝回转窑、碳素煅烧回转窑、球团回转窑和石灰回转窑内衬结构图。图5是原有水泥回转窑耐火砖配置及筒体表面温度图。图6是本实用新型采用低导热系数隔热层复合砖配置水泥回转窑及筒体表面温度图。图7是本实用新型采用较高导热系数隔热层复合砖配置水泥回转窑及筒体表面温度图。图中1、前窑口，2、下过渡带，3、烧成带，4、上过渡带，5、分解带，6、预热带，7、后窑口，8、筒体，9、绝热板，10、内衬，11、冷却带，12、轮带位置。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。实施例1 如图1所示，具有良好节能效果的水泥回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带6:耐碱复合砖；分解带5:高铝复合砖；上侧过渡带4 方镁石尖晶石复合砖；烧成带3:镁铬复合砖；下侧过渡带2 硅莫复合砖；[0053]前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成。采用复合砖砖厚200mm，工作层与隔热层厚度比为1:1，轻质隔热层密度为1. 36g/ cm3, λ=0,5+(Χ0001 t(°C)，以产量5000t/d(04. 8mX72m)水泥回转窑为例，传统水泥回转窑的耐火砖配置，以及正常运行过程中回转窑筒体表面温度如图5所示，其中12为轮带位置。在不改变原有材质和配置的情况下，将烧成带使用的镁铬砖、上过渡带使用的镁铝尖晶石砖、下过渡带使用的硅莫砖、 预热带使用的高铝砖全部更换成相应材质的结构隔热一体化复合砖，根据结构隔热一体化复合砖的导热系数估算出更换以后的筒体表面温度，如图6所示，其中12为轮带位置。实施例2 如图1，具有良好节能效果的水泥回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增韧高铝质不定形浇注料复合而成；预热带6 粘土复合砖；分解带5 硅莫复合砖；上侧过渡带4 方镁石尖晶石复合砖；烧成带3 方镁石尖晶石复合砖；下侧过渡带2 尖晶石复合砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增韧高铝质不定形浇注料复合而成。采用复合砖砖厚200mm，工作层与隔热层厚度比为1:1，轻质隔热层密度为1. 51g/ cm3, /^0-65+0.0001 t (°C )，以产量5000t/d(04. 8mX72m)水泥回转窑为例，传统水泥回转窑的耐火砖配置，以及正常运行过程中回转窑筒体表面温度如图5所示，其中12为轮带位置。在不改变原有材质和配置的情况下，将烧成带使用的镁铬砖、上过渡带使用的镁铝尖晶石砖、下过渡带使用的硅莫砖、预热带使用的高铝砖全部更换成相应材质的结构隔热一体化复合砖，根据结构隔热一体化复合砖的导热系数估算出更换以后的筒体表面温度，如图7所示，其中12为轮带位置。实施例3 如图1所示，具有良好节能效果的水泥回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 钢纤维增强高铝浇注料；预热带6 耐碱浇注料；分解带5 硅莫复合砖；上侧过渡带4 镁钙复合砖；烧成带3:镁钙锆复合砖；下侧过渡带2 硅莫复合砖；前窑口 1 钢纤维增强高铝浇注料。实施例4 如图2所示，具有良好节能效果的水泥回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增强莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带6:耐碱复合砖；分解带5:高铝复合砖；[0079]上侧过渡带4 方镁石尖晶石复合砖；烧成带3 镁锆复合砖；下侧过渡带2 尖晶石复合砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增强莫来石质不定形浇注料复合而成；回转窑复合砖内衬10和回转窑筒体8之间有绝热板9，材料为隔热纤维板或硅钙板。实施例5 如图2所示，具有良好节能效果的水泥回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7:高铝浇注料；预热带6:耐碱砖；分解带5:高铝砖；上侧过渡带4 硅莫复合砖；烧成带3 镁铁铝复合砖；下侧过渡带2:硅莫砖；前窑口 1:高铝浇注料；回转窑复合砖内衬10和回转窑筒体8之间有绝热板9，材料为隔热纤维板或硅钙板。实施例6 如图1所示，具有良好节能效果的水泥回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7:高铝浇注料；预热带6:耐碱复合砖；分解带5:高铝复合砖；上侧过渡带4 方镁石尖晶石复合砖；烧成带3:镁铬复合砖；下侧过渡带2 硅莫复合砖；前窑口 1:高铝浇注料。实施例7:如图1所示，具有良好节能效果的水泥回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和高铝不定形浇注料复合而成；预热带6:耐碱砖；分解带5:高铝砖；上侧过渡带4 方镁石尖晶石砖；烧成带3:镁铬复合砖；下侧过渡带2:硅莫砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和高铝不定形浇注料复合而成。实施例8:如图3所示，具有良好节能效果的石灰回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 莫来石质不定形浇注料复合而成；[0115]预热带6:高铝复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:镁铬复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 莫来石质不定形浇注料复合而成。实施例9:如图4所示，具有良好节能效果的石灰回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带6:高铝复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3 方镁石尖晶石复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；回转窑复合砖内衬10和回转窑筒体8之间有绝热板9，材料为隔热纤维板或硅钙板。实施例10 如图4所示，具有良好节能效果的石灰回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带6:高铝复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:高铝复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 高铝质不定形浇注料复合而成；回转窑复合砖内衬10和回转窑筒体8之间有绝热板9，材料为隔热纤维板或硅钙板。实施例11 如图3所示，具有良好节能效果的石灰回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带6:高铝复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:镁钙复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 高铝质不定形浇注料复合而成。实施例12 如图3所示，具有良好节能效果的高铝矾土烧结回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 高铝不定形浇注料复合而成；预热带6:高铝复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:刚玉复合砖；[0152]冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 高铝不定形浇注料复合而成。实施例13 如图4所示，具有良好节能效果的高铝矾土烧结回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带6 高铝复合砖复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:刚玉复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；回转窑复合砖内衬10和回转窑筒体8之间有绝热板9，材料为隔热纤维板或硅钙板。实施例14:如图4所示，具有良好节能效果的高铝矾土烧结回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和高铝质不定形浇注料复合而成；预热带6:高铝复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:高铝复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和高铝质不定形浇注料复合而成；回转窑复合砖内衬10和回转窑筒体8之间有绝热板9，材料为隔热纤维板或硅钙板。实施例15 如图3所示，具有良好节能效果的氧化铝回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和高铝质不定形浇注料复合而成；预热带6:高铝复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:高铝复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增强高铝质不定形浇注料复合而成。实施例16 如图3所示，具有良好节能效果的碳素煅烧回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和高铝质不定形浇注料复合而成；预热带6:粘土复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:高铝复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增强高铝质不定形浇注料复合而成。实施例17 [0189]如图3所示，具有良好节能效果的球团回转窑内衬由如下材料组成后窑口 7 刚玉空心球轻质浇注料和高铝质不定形浇注料复合而成；预热带6:高铝复合砖；分解带5:高铝复合砖；烧成带3:高铝复合砖；冷却带11:高铝复合砖；前窑口 1 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增强高铝质不定形浇注料复合而成
权利要求1.一种回转窑内衬结构，回转窑依次包括后窑口、预热带、分解带、上侧过渡带、烧成带、下侧过渡带、前窑口 ；其特征在于所述的回转窑烧成带内衬采用复合砖，复合砖致密工作层与工作介质直接接触，轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。
2.根据权利要求1所述的一种回转窑内衬结构，其特征在于所述的回转窑前窑口和后窑口浇注料均采用致密浇注料，或致密浇注料和轻质浇注料组成的复合浇注料，致密浇注料为工作层与工作介质直接接触，轻质浇注料为轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。
3.根据权利要求1所述的一种回转窑内衬结构，其特征在于所述的回转窑预热带、 分解带、上侧过渡带、下侧过渡带内衬均采用复合砖，复合砖致密工作层与工作介质直接接触，轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。
4.根据权利要求1-3所述的一种回转窑内衬结构，其特征在于所述的回转窑复合砖和回转窑筒体之间有绝热板，绝热板材料为隔热纤维板或硅钙板。
5.根据权利要求1-3所述的一种回转窑内衬结构，其特征在于所述的回转窑内衬由如下材料组成后窑口 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带耐碱复合砖或粘土复合砖或高铝复合砖或耐碱浇注料；分解带粘土复合砖或高铝复合砖或硅莫复合砖；上侧过渡带方镁石尖晶石复合砖或硅莫复合砖或镁质复合砖；烧成带镁铬复合砖或方镁石尖晶石复合砖或镁钙锆复合砖或镁铁铝复合砖；下侧过渡带硅莫复合砖或尖晶石复合砖或镁质复合砖；前窑口 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增强莫来石质不定形浇注料复合而成。
6.一种回转窑内衬结构，回转窑依次包括后窑口、预热带、分解带、烧成带、冷却带和前窑口 ；其特征在于所述的回转窑烧成带内衬采用复合砖，复合砖致密工作层与工作介质直接接触，轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。
7.根据权利要求6所述的一种回转窑内衬结构，其特征在于所述的回转窑前窑口和后窑口浇注料均采用致密浇注料，或致密浇注料和轻质浇注料组成的复合浇注料，致密浇注料为工作层与工作介质直接接触，轻质浇注料为轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。
8.根据权利要求6所述的一种回转窑内衬结构，其特征在于所述的回转窑预热带、分解带和冷却带内衬均采用复合砖，复合砖致密工作层与工作介质直接接触，轻质隔热层与回转窑筒体钢板接触。
9.根据权利要求6-8所述的一种回转窑内衬结构，其特征在于所述的回转窑复合砖和回转窑筒体之间有绝热板，绝热板材料为隔热纤维板或硅钙板。
10.根据权利要求6-8所述的一种回转窑内衬结构，其特征在于所述的回转窑内衬由如下材料组成后窑口 刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成； 预热带高铝复合砖； 分解带高铝复合砖；烧成带镁铬复合砖或方镁石尖晶石复合砖或镁钙复合砖或高铝复合组； 冷却带高铝复合砖；前窑口 刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增韧莫来石质不定形浇注料复合而成。
专利摘要本实用新型公开了一种回转窑内衬结构。其内衬的后窑口刚玉空心球轻质浇注料和莫来石质不定形浇注料复合而成；预热带耐碱复合砖或粘土复合砖或高铝复合砖或耐碱浇注料；分解带粘土复合砖或高铝复合砖或硅莫复合砖；上侧过渡带方镁石尖晶石复合砖或硅莫复合砖或镁质复合砖；烧成带镁铬复合砖或方镁石尖晶石复合砖或镁钙锆复合砖或镁铁铝复合砖；下侧过渡带硅莫复合砖或尖晶石复合砖或镁质复合砖；前窑口刚玉空心球轻质浇注料和钢纤维增强莫来石质不定形浇注料复合而成。采用具有节能功能的重质/轻质复合耐火材料为内衬，并根据需要分段砌筑，特别是烧成带使用重质/轻质复合砖，大幅度降低筒壁温度，实现延长回转窑寿命和节能降耗。
文档编号F27B7/28GK202204278SQ201120265770
公开日2012年4月25日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者傅晓云, 王家邦 申请人:浙江大学